Auf unserer Webseite verwenden wir Cookies, die unter „Cookie-Einstellungen anpassen“ näher beschrieben werden. Notwendige Cookies werden für grundlegende Funktionen der Webseite benötigt, um eine optimale Nutzung zu ermöglichen. Dadurch ist gewährleistet, dass die Webseite einwandfrei funktioniert. Darüber hinaus können Sie Cookies für Statistikzwecke zulassen. Diese ermöglichen es uns, die Webseite stetig zu verbessern und Ihr Nutzererlebnis zu optimieren. Ihre Einwilligung zur Nutzung der Statistik-Cookies ist freiwillig und kann in der Datenschutzerklärung dieser Webseite unter „Cookie-Einstellungen“ jederzeit widerrufen werden.
Datenschutzerklärung
Impressum
Bedeutung mikrobiell-induzierter Lagerfäule für die Entstehung von Saccharoseverlusten während der Lagerung von Zuckerrüben und Maßnahmen zur Vermeidung
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 18041 N
Laufzeit: 01.01.2014
- 31.12.2016
Fördersumme: 250.050 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Zucker (Saccharose) aus Rüben (Beta vulgaris L.) ist ein Produkt der Lebensmittelindustrie, das höchste Ansprüche an Verarbeitung und Qualität stellt. Die Wirtschaftlichkeit der industriellen Zuckergewinnung hängt davon ab, wie viel von der ursprünglich in der Zuckerrübe enthaltenen Saccharose kristallisiert, welcher Anteil zu Gunsten von Melasse verloren geht und wie hoch die Menge an Prozess-inhibierenden Stoffen ist. Die Rübenkampagne läuft derzeit von Mitte September bis Anfang Januar. Während der Kampagne werden in jeder der 20 deutschen Fabriken durchschnittlich 11.500 Tonnen Rüben pro Tag verarbeitet. Zum Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Zuckerindustrie auf dem Weltmarkt müssen die bestehenden Produktionskapazitäten besser ausgelastet und damit die Fixkosten gesenkt werden. Es ist somit erforderlich, die Verarbeitungskampagne von derzeit ungefähr 120 Tagen auf 150 Tage auszudehnen. Die Ernte muss jedoch aus Gründen des Bodenschutzes und der rechtzeitigen Aussaat der Folgekultur spätestens Mitte November abgeschlossen sein. Zuckerrüben werden daher über mehrere Wochen bis zur Verarbeitung in Feldrandmieten gelagert. Während der Lagerung kommt es zu direkten Saccharoseverlusten von rund 0,1% pro Tag, da ein Teil der Saccharose in einer enzymkatalysierten Reaktion zu Invertzucker umgewandelt wird. Bei der Weißzuckergewinnung kommt es darüber hinaus durch die negative Beeinflussung des Produktionsprozesses (verstärkte Farbgebung, verringerte Kristallisationsrate, saure Hydrolyse) zu weiteren indirekten Verlusten.
Bisher ist unbekannt, welcher Anteil der Saccharoseverluste während der Lagerung auf physiologische Atmungsprozesse der Rübe oder auf mikrobielle Besiedlung zurückzuführen ist. Einerseits müssen pflanzliche Atmungsprozesse auch nach der Ernte weiterlaufen, um lebensnotwendige Prozesse aufrecht zu erhalten und Wunden, die bei der Ernte oder der Einlagerung in die Miete entstanden sind, zu heilen. Andererseits kommt es mit zunehmender Lagerdauer zur Entstehung von Lagerfäule. Typische Lagerfäulepathogene sind Penicillium spp., Aspergillus spp., Fusarium spp., Phoma betae und Botrytis cinerea. Viele dieser Arten verursachen nicht nur optisch sichtbare Fäulnissymptome, sondern produzieren auch für Mensch und Tier gesundheitsgefährdende Mykotoxine.
Das Inokulum hierfür befindet sich im Erdanhang, dessen Menge u.a. von der Witterung zum Erntezeitpunkt bestimmt wird. Die Ursachen für Lagerfäule sind jedoch nicht hinreichend untersucht. Ein entscheidender Faktor scheint die Sortenwahl zu sein. In der Literatur werden Resistenzen gegenüber einzelnen Lagerfäulepathogenen beschrieben. Bisher gibt es aber in Europa noch keine marktfähigen Sorten mit ausgewiesener Lagereignung. Dies liegt vor allem daran, dass es zurzeit keine einfache und ökonomisch vertretbare Testmethode gibt, um Sortenunterschiede festzustellen. Darüber hinaus ist unbekannt, ob eine Selektion eher auf pflanzliche Invertaseaktivität oder auf Resistenz gegenüber Lagerfäulepathogenen erfolgen soll.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Saccharoseverluste durch mikrobielle Besiedlung nachzuweisen, ihren Anteil zu bestimmen und nachhaltig zu verringern. Dafür soll zunächst ein Infektionsassay für Lagerfäule entwickelt werden sowie die Aktivität pilzlicher und pflanzlicher saccharoseabbauender Enzyme, die relative Genexpression der kodierenden Gene und die Pilzbiomasse im Rübengewebe bestimmt werden. Darüber hinaus sollen pflanzenbauliche Einflussfaktoren sowie eine Optimierung des Lagermanagements erforscht werden.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenbau
